Кванттық физика

Сабақтың тақырыбы: Жасанды серіктердің қозғалысы.

Мақсаты : Білімділік: а) Жасанды серіктер туралы түсінік беру.

                                      б) Жасанды серіктер туралы алған теориялық білімін пайдалана отырып  әлемдегі қозғалысты көз алдына елестетіп, өз бетінше қорытынды жасауын қалыптастыру.

                    Тәрбиелік:     Патриоттық сезімін ашу, іздемпаздыққа бағыттау, жасанды спутниктердің маңыздылығын және олардың құрылысымен түсіндіру. Этнопедагогикалық  тәрбие беру. 

                    Дамытушылығы: Оқушылардың білімге, өнерге деген қызығушылығын көтеріп, жауапкершілік пен ұйымшылдыққа, ұлттық ғылыми жетістіктерге деген құрметке, адамгершілік танымдарын өмірмен байланыстыра отырып арттыру.

Сабақтың әдісі: түсіндіру, баяндау, демонстрациялау.

Көрнекілік құралдар: интерактивті тақта, слайдтар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру.

1.1. Оқушылардың  құрал-жабдықтарын алғызу.

1.2. Көңілдерін сабаққа аудару.

1.3. Оқушыларды психологиялық дайындау.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

1. 13-жаттығу.
2. Сұрақ-жауап арқылы алған білімдерін тексеру.

ІІІ. Өткенді еске түсіру.

• V. Жаңа сабақты меңгеру.
• . Жаңа сабақты бекіту.
• . Қорытындылау.
• .Үйге тапсырма.
• . Бағалау.
• 13-жаттығу.

Берілгені:                   Формуласы                       Шешуі:

m=6                 g             g

R

т/к  g-?

ІІІ. Өткенді еске түсіру.

№

Формула

Атауы

№

1

Үйкеліс күші

2

Ньютонның ІІІ заңы

3

Тректің реакция күші

4

Серпімділік күші

5

Теңәсерлі күш

6

Ауырлық күші

7

Ньютонның ІІ заңы

• V. Жаңа сабақты меңгеру.

                Г.Галилей.                                      И.Ньютон.

Жасанды серіктердің қозғалысы - Бүгінгі таңда бірнеше мыңдаған жасанды серіктер Жерді айналуда. Зымырандардың көмегімен белгілі бір орбитаға шығарылған серіктер сол алған жылдамдығы есебінен орбиталар бойымен қозғалады. Жасанды серіктердің қозғалысы денелердің ауырлық күші әрекетінен қозғалуының маңызды әрі ерекше жағдайы болып табылады.

Денелердің ауырлық күшінің әрекетінен қозғалуының қарапайым түрі — денелердің Жер бетіне вертикаль бағытта нөлге тең бастапқы жылдамдыкпен еркін түсуі. Бұл кезде дене Жердің центріне қарай g еркін түсу үдеуімен қозғалады.

Егер дененің бастапқы жылдамдығы нөлден үлкен болса және Жер бетіне жанама бойымен бағытталса, онда дене қисық траектория бойымен қозғалады. Бастапқы жылдамдықтың белгілі бір мәнінде Жер бетіне жанама бойымен лақтырылған дене (атмосфера болмаған жағдайда), ауырлық күшінің әрекетінен Жерді айнала дөңгелек орбита бойымен қозғала алады.

Бүкіләлемдік тартылыс күші әрекетінен дененің дөңгелек орбита бойымен қозғалысы жүзеге асатын жылдамдық бірінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

Жерден ұшатын дене үшін бірінші ғарыштық жылдамдықты аныктайық. Ауырлық күшінің әрекетінен дене Жер айналасында радиусы R шеңбер бойымен қозғалсын. Бұл кездегі еркін түсу үдеуі центрге тартқыш үдеу болады, яғни . Ал бұдан   немесе 

Бұл — бірінші ғарыштық жылдамдықтың формуласы. Жердің радиусын 6400 км, ал g = 9,8 м/c2 деп алып, осы жылдамдықты есептейік: 

Жердің жасанды серіктеріне мұндай жылдамдықты тек қуатты ғарыш зымырандары ғана бере алады.

Егер Жердің жасанды серігінің Жерден һ биіктігін ескермеуге болмаса, һ биіктіктегі еркін түсу үдеуі   формуласымен анықталады.

Бұл жағдайда бірінші ғарыштық жылдамдықты есептеуге арналған   формула   немесе   түріне ие болады.

 формула бойынша кез келген планета серігінің бірінші ғарыштық жылдамдығын есептеуге болады. Мұнда Жер радиусы мен массасы мәндерінің орнына берілген планетаның сәйкес шамаларының мәндері қойылады.

Параболалық траекторияға сәйкес келетін жылдамдық екінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

Жерден ұшатын дене үшін екінші ғарыштық жылдамдықтың мәнін қорытып шығара аламыз:   Серік мұндай жылдамдықпен парабола бойымен қозғала отырып, Күннің немесе басқа планетаның жасанды серігіне айналады.

 мен   арасындағы аралық жылдамдық (   ) кезінде серік Жерді созылыңқы эллипс бойымен айнала қозғалады.

Жердің алғашқы жасанды серігі 1957 жылдың 4 қарашасында ұшырылған болатын. Ол жұлдыздардың арасында жылдам қозғалып бара жатқан кішкене жұлдыз сияқты еді. Бүгінгі таңда жасанды серіктердің көмегімен көптеген пайдалы жұмыстар атқарылады, мысалы, Жер төңірегі кеңістігіндегі ғылыми зерттеулер, астрономиялық бақылаулар, байланыс (радио, теледидар), ауа райын болжау, Жердің табиғи қорларын зерттеу және т.б.

Планетааралық станциялар Марс пен Шолпанды, Меркурий мен Юпитерді зерттеді. Қазіргі кезде бір станцияның көмегімен бірнеше планеталарды зерттеу жүзеге асырыла бастады.

Қазіргі кезде Жерден 36000 км қашықтықтағы экваторлық орбитаға жаңа байланыс серіктері ұшырылады. Мұндай серіктердің Жерді айналу периоды 24 сағатка тең, яғни серік әр уақытта Жер бетінің белгілі бір нүктесінің үстінде болады. Мұндай серіктер телекоммуникацияда (телефондық байланыс, теледидар), дөл уақытты анықтау қызметінде кеңінен қолданылып отыр

Жердің жасанды серігі — аспан кеңістігінде өзінің белгіленген орбитасы бойымен қозғала ұшатын ғарыш аппараты.

Әдетте, жасанды серіктер жерді эллипс пішіндегі орбита арқылы айнала ұшып жүреді. Орбитаның мұндай түрі ғылыми тілде геоцентрлік орбита деп аталады.

“Жердің жасанды серігі” мен “Жердің серігі” деген атаулар мүлдем бөлек. Алғашқысы адам қолымен жасалатын ғарыш аппараты болса, екіншісі — Жер планетасының табиғи серігі — Ай.

Жасанды жер серіктерінің қозғалыс орбиталары бесеу: Төменгі Жер орбитасы, Ортаңғы Жер орбитасы, Полярлы орбита, Геостационарлық орбита және Жерлеу орбитасы. Әрине, Жер серіктерінің әр орбитада атқаратын қызметтері әртүрлі. Бірақ барлығы да телекоммуникация, ауа райын болжау, ғылыми зерттеу, астрономиялық бақылау, ғаламдық коммуникация, навигация, метеорология, телеарналар хабарларын тарату тәрізді алуан түрлі шаруаларды орбитаның ерекшеліктері мен өз тапсырмаларына қарай бөлісіп атқарады.

V. Жаңа сабақты бекіту.

Тест жұмысы. 5 минут.

1. Серіктің дөңгелек орбита бойымен Жерді айнала қозғалуы кезіндегі жылдамдығы мен үдеуі қалай бағытталған.

а) үдеуі мен жылдамдығы центрге қарай

б) үдеуі жанама бойымен, ал жылдамдығы центрге қарай

в) үдеуі центрге, ал жылдамдығы жанама бойымен

г) үдеуі де, жылдамдығыда жанама бойымен

2.  Бірінші ғарыштық жылдамдық берілген серік қалай қозғалады?

а) дөңгелек орбита бойымен

б) парабола бойымен

в) шексіз ұзын соленоид бойымен

г) түзу сызық бойымен

3.  Жердің жасанды серігінің  айналу периоды 24 сағатқа тең болуы үшін ол      Жерден қандай қашықтықта болуы керек?

          а) 28000 км

          б) 30000 км

          в) 36000 м

          г) 36000 км

4. Орбита бойымен  айналатын  Жер серігіне  қандай күш әрекет етеді?

         а) ауырлық күші

         б) бүкіләлемдік тартылыс күші

         в) серпімділік күші

         г) үйкеліс күші

5. Айналу периоды 24 сағатқа тең серіктер қандай мақсаттарда қолданылады?

        а) басқа планеталарды анықтау үшін

        б) телекоммуникацияда, дәл уақытты анықтау үшін

        в) пайдалы қазбаларды анықтау үшін

        г) ауа –райын болжау үшін

 Есептер шығару. 14-жаттығу.

1. . Қорытындылау.
2.  Жасанды серік неліктен Жерге құламайды?
3. .Үйге тапсырма.

    §17; 14-жаттығу(4,5);

1. . Оқушыларды  бағалау.